Studie van motorische remming bij de ziekte van Parkinson en focale handdystonie (PD-INHIB)

Elke beweging vereist enige planning en is grotendeels afhankelijk van neurale cellen in de frontale cortex die verbonden zijn met spinale circuits, die zelf helpen bij het reguleren van spieractiviteit. Deze corticospinale projecties bieden een kritieke route waarlangs de hersenen motorisch gedrag sturen. Interessant is dat de prikkelbaarheid van de corticospinale route niet-invasief bij mensen kan worden onderzocht door single-pulse transcraniale magnetische stimulatie (TMS) toe te passen op de primaire motorcortex (M1), waardoor motor-evoked potentials (MEP's) worden opgewekt in gerichte contralaterale spieren. Europarlementsleden zijn nuttige indicatoren van motorische prikkelbaarheid, aangezien hun amplitude een spierspecifieke test geeft van de netto impact van faciliterende en remmende inputs op het moment van de stimulatie. Cruciaal is dat TMS-onderzoeken hebben onthuld dat de corticospinale route diepgaande remmende veranderingen vertoont tijdens de voorbereiding van de actie, consistent met de bijdrage van remmende processen aan bewegingscontrole.

Dit effect, ook wel voorbereidende remming genoemd, is aangetoond in reactietijdtaken (RT), ongeacht of de proefpersonen een reactie moeten selecteren binnen een reeks vooraf gedefinieerde opties (keuze-RT-taak) of dezelfde reactie moeten specificeren op elke test. proef, bij gebrek aan keuze (eenvoudige RT-taak). Bij deze taken stijgt, zoals verwacht, de amplitude van EP-leden die in de geselecteerde effector worden opgewekt tijdens de pre-bewegingsperiode. Voordat de activiteit echter begint op te lopen, is er een aanvankelijke afname van de amplitude van EP-leden, wat wijst op de onderdrukking van het corticospinale pad dat geassocieerd is met de geselecteerde beweging. Een vermindering van de MEP-amplitude wordt ook waargenomen bij niet-geselecteerde en irrelevante effectoren, en hier daalt de amplitude verder tijdens de voorbereiding van de actie. Voorbereidende remming is niet alleen aanwezig voorafgaand aan het begin van de beweging; het manifesteert zich ook vóór het go-signaal in RT-taken met geïnstrueerde vertraging, wanneer een cue vooraf informatie geeft over de aanstaande reactie, maar de proefpersoon moet dan wachten tot het go-signaal wordt gepresenteerd om zijn reactie vrij te geven. Op dat moment is onderdrukking duidelijk voor EP-leden die worden uitgelokt in vingereffectoren, inclusief degenen die geselecteerd, niet-geselecteerd of taak-irrelevant zijn; EP-leden in de beenspieren kunnen ook enige onderdrukking vertonen tijdens de voorbereiding van vingerreacties, maar in veel zwakkere mate, wat aangeeft dat de voorbereidende remming van het motorsysteem breed is, maar met een zekere mate van beperking; het is het meest prominent voor motorrepresentaties die uit hetzelfde lichaamssegment komen als de geselecteerde effector en verzwakt in andere ledemaatrepresentaties.

Er zijn verschillende hypothesen naar voren gebracht om de brede onderdrukking van corticospinale prikkelbaarheid te verklaren die wordt waargenomen tijdens de voorbereiding van acties, waarvan sommige verband houden met impulscontrole en andere met neurale versterkingsmodulatie. Toch blijft de functionele rol van voorbereidende remming intensief bediscussieerd. Verder is er zeer weinig kennis over de hersengebieden die betrokken zijn bij het genereren van deze onderdrukking in de corticospinale route.

Het huidige onderzoeksprotocol is gericht op het bestuderen van voorbereidende inhibitie bij twee patiëntenpopulaties die lijden aan bewegingsstoornissen. Eerst zullen we samenwerken met patiënten met de ziekte van Parkinson (PD) om de bijdrage van de basale ganglia aan voorbereidende remming te onderzoeken (Project 1 [P1] en Project 2 [P2], zie hieronder). Vervolgens zullen we patiënten met focale handdystonie (FHD) overwegen om de hypothese te testen dat veranderde spierselectiviteit in deze pathologische aandoening, althans gedeeltelijk, te wijten is aan een gebrek aan voorbereidende inhibitie (Project 3 [P3], hieronder beschreven) .

Naast de fundamentele doelen kan het huidige voorstel ook wetenschappelijke kennis verschaffen om interventiestrategieën te begeleiden die de motorische functie bij PD- en FHD-patiënten verbeteren. Dit vraagstuk is van groot belang gezien de toenemende levensverwachting in onze samenleving en de daarmee gepaard gaande toenemende incidentie van (vooral) PD. Het huidige voorstel kan ook helpen bij het ontwikkelen van interventiestrategieën bij andere pathologieën die verband houden met remmende tekorten, waaronder impulsieve besluitvorming (bijv. PD; drugsverslaving). Deze kwestie is van groot belang gezien de prevalentie van dergelijke pathologieën in onze hedendaagse samenleving.